基于Threejs构建的3D立体空间实战入门

在现实生活中，我们有许多场景需要对真实世界进行还原，仿真。因此会有很多3D的展示需求，同时要求可以基于浏览器就可以深度交互浏览。这里关于3D方面的内容不进行赘述，同时关于opengl和webgl的发展历史，感兴趣的各位同学可以自行参阅相关资料。本文将简单介绍Threejs的基础对象，然后基于threejs构建一个简单的3d房间模型，并模拟拖动房间模型。

首先简单介绍下Threejs的一些常见组件，罗列比较重要的几个对象。

1、scene场景。场景是整个3D世界的承载体，所有的对象都在场景中进行统一展示，比如模型、相机、粒子、灯光等等。

2、Object 对象。对象就是3D世界中的各个对象，比如模型、粒子等等。

3、Camera相机。3D世界中观察的视角，想要看到场景中的各种对象，必须要借助相机。用相机模拟人眼去观察所有。表示如下：

4、WebGLRender,渲染器。所有对象想要完成可视化，都必须要通过渲染器完成。

下面将结合一个具体的例子，来具体说明如何采用原生的方式来定义并操控一个3D场景，完成房间的可视化。

第一步、为了要在网页中渲染对象，因此要定义一个div容器，用于绑定场景渲染信息。

WebGl-output用于渲染整个场景，在threejs中创建场景非常简单，见如下核心代码：

var scene, camera, webGLRenderer, stats;
scene = new THREE.Scene();

第二步、创建相机，用以控制用什么角度去查看。核心代码如下：

// create a camera, which defines where we're looking at.
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.x = 20;
camera.position.y = 40;
camera.position.z = 50;
camera.lookAt(scene.position);
scene.add(camera);

第三步、创建webgl渲染器

// create a render and set the size
webGLRenderer = new THREE.WebGLRenderer({
    antialias : true,
    alpha:true
});
webGLRenderer.setClearColor(new THREE.Color(0xEEEEEE, 1.0));
webGLRenderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
webGLRenderer.shadowMapEnabled = true;

第四步、创建外墙、并设置灯管信息，将对象添加到渲染器中

 var paintFloor = function (){
        var loader = new THREE.TextureLoader;
        loader.load('images/floor.png', function (texture) {
            //x和y超过图片像素之后重复绘制图片
            texture.wrapS = texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;
            //设置地板重复绘制的密度是1 * 1
            texture.repeat.set(1, 1);

            //设置材质是双面材质
            var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
                map : texture,
                side : THREE.DoubleSide
            });

            //创建普通的平面几何体
            var gemotery = new THREE.PlaneGeometry(40,40);

            //创建网格对象
            var mesh = new THREE.Mesh(gemotery,material);
            mesh.position.y = 0;
            mesh.rotation.x = Math.PI/2;

            scene.add(mesh);
        });
    }

var paintWalls = function (width, depth, height, x, y, z, rotationX, rotationY, rotationZ){
        var loader = new THREE.TextureLoader;
        loader.load('images/wall.png', function (texture) {
            //x和y超过图片像素之后重复绘制图片
            texture.wrapS = texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;
            //设置地板重复绘制的密度是1 * 1
            texture.repeat.set(1,1);

            var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
                map : texture,
                side : THREE.DoubleSide
            });

            //创建长方体几何体
            var gemotery = new THREE.BoxGeometry(width, depth, height);

            //创建网格对象以及进行位置的设定
            var mesh = new THREE.Mesh(gemotery,material);
            mesh.position.set(x,y,z)
            mesh.rotation.x = Math.PI * rotationX;
            mesh.rotation.y = Math.PI * rotationY;
            if(rotationZ){
                mesh.rotation.z = Math.PI * rotationZ;
            }

            scene.add(mesh);
        });
    }

function initObjects(){
        paintFloor();

        //画墙--一般y取高度的1/2
        paintWalls(40, 2, 10, 0, 5, -20, 1/2,0);//后面墙
        paintWalls(40, 2, 10, 0, 5, 20, 1/2, 0);//前面墙
        paintWalls(42, 2, 10, -20, 5, 0, 1/2, 0, 1/2);//左面墙
        paintWalls(42, 2, 10, 20, 5, 0, 1/2, 0, 1/2);//右面墙

        initTrackballControls();
    }

// add spotlight for the shadows
var spotLight = new THREE.PointLight(0xffffff);
spotLight.position.set(30, 40, 50);
scene.add(spotLight);

initObjects();

// add the output of the renderer to the html element
document.getElementById("WebGL-output").appendChild(webGLRenderer.domElement);

通过以上步骤就完成一个比较入门级别的3D房间展示，即场景的创建、相机添加、webGL渲染等周期。使用chrome浏览器访问页面可以看到以下的效果：

 

总结：本文将简单介绍Threejs的相关基础知识，四个基础对象组件。最后采用一个实例一步一步的进行3D房间展示，最终达到可视化的效果。